土力学。。八++土坡稳定

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土力学习题集答案__第十章1

第10章土坡和地基的稳定性1.简答题1.土坡稳定有何实际意义影响土坡稳定的因素有哪些2.何为无黏性土坡的自然休止角无黏性土坡的稳定性与哪些因素有关3.简述毕肖普条分法确定安全系数的试算过程4.试比较土坡稳定分析瑞典条分法、规范圆弧条分法、毕肖普条分法及杨布条分法的异同5.分析土坡稳定性时应如何根据工程情况选取土体抗剪强度指标和稳定安全系数6.地基的稳定性包括哪些内容地基的整体滑动有哪些情况应如何考虑7.土坡稳定分析的条分法原理是什么如何确定最危险的圆弧滑动面8.简述杨布(Janbu)条分法确定安全系数的步骤。

2.填空题1.黏性土坡稳定安全系数的表达式为。

2.无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为自然休止角。

3.瑞典条分法稳定安全系数是指和之比。

4.黏性土坡的稳定性与土体的、、、和等5个参数有密切关系。

5.简化毕肖普公式只考虑了土条间的作用力而忽略了作用力。

3.选择题1.无粘性土坡的稳定性，（ B ）。

A.与坡高无关，与坡脚无关B.与坡高无关，与坡脚有关C.与坡高有关，与坡脚有关D.与坡高有关，与坡脚无关2.无黏性土坡的稳定性（ B ）。

A.与密实度无关B.与坡高无关C.与土的内摩擦角无关D.与坡角无关3.某无黏性土坡坡角β=24°，内摩擦角φ=36°，则稳定安全系数为( C )= B. K== D. K=4. 在地基稳定性分析中，如果采用分析法，这时土的抗剪强度指标应该采用下列哪种方法测定（ C ）A.三轴固结不排水试验B.直剪试验慢剪C.现场十字板试验D.标准贯入试验5. 瑞典条分法在分析时忽略了（ A ）。

A.土条间的作用力B.土条间的法向作用力C.土条间的切向作用力6.简化毕肖普公式忽略了（ C ）。

A.土条间的作用力B.土条间的法向作用力C.土条间的切向作用力4.判断改错题1.黏性土坡的稳定性与坡高无关。

X2.用条分法分析黏性土的稳定性时，需假定几个可能的滑动面，这些滑动面均是最危险的滑动面。

第八章+土坡稳定性分析

土力学与地基基础
• 由于计算上述安全系数时，滑动面为任意假定，并不是最危险的滑动面，因此所求结果并非最小的安全系数。通常在计算时需要假定一系列滑动面，进行多次试算，计算工作量很大。 • W.费伦纽斯（Fellenius,1927）通过大量计算分析，提出了以下所介绍的确定最危险滑动面圆心的经验方法。
土力学与地基基础
瑞典条分法和毕肖普法的比较
• 瑞典条分法忽略各条间力对Ni的影响，i土条上只有Gi,Ni,Ti三种力作用，低估安全系数5~20%。 • 毕肖普法忽略土条竖向剪切力的作用，考虑了土条两侧的作用力，比瑞典条分法更合理，低估安全系数约为2~7%。
土力学与地基基础
li
K
1 m cb Gi ui b X i tan i
G sin
i
i
土力学与地基基础
• 毕肖普条分法考虑了土条两侧的作用力，计算结果比较合理。 • 分析时先后利用每一土条竖向力的平衡及整个滑动土体的力矩平衡条件，避开了Ei 及其作用点的位置，并假定所有的 X i 均等于零，使分析过程得到了简化。 • 但该方法同样不能满足所有的平衡条件，还不是一个严格的方法，由此产生的误差约为2%～7%。另外，毕肖普条分法也可以用于总应力分析，即在上述公式中采用总应力强度指标c、φ计算即可。
土力学与地基基础
土坡形态及各部分名称
坡肩坡顶
坡高坡脚
坡面
坡角
土力学与地基基础
土力学与地基基础
土力学与地基基础
土力学与地基基础
4.土坡由于其表面倾斜，在自重或外部荷载的作用下，存在着向下移动的趋势，一旦潜在滑动面上的剪应力超过了该面上的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏, 就可能造成土坡中一部分土体相对于另一部分的向下滑动，该滑动现象称为滑坡。 5.天然的斜坡、填筑的堤坝以及基坑放坡开挖等问题，都要演算土坡的稳定性。亦即比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度，这种工作称为稳定性分析。

土力学与地基基础——土压力及土坡稳定

1.填土表面有均布荷载（以无粘性土为例）
q
填土表面深度z处竖向应力为(q+z)
h
z
A
相应主动土压力强度
z＋q
pa (z＋q)Ka
A点土压力强度
B点土压力强度
paA qKa
paB (h＋q)Ka
B
若填土为粘性土，c＞0 临界深度z0
z0 2c /( Ka )－q /
z0 ＞0说明存在负侧压力区，计算中应不考虑负压力区土压力 z0 ≤0说明不存在负侧压力区，按三角形或梯形分布计算
静止土压力 E0：坚硬地基上，断面较大主动土压力 Ea：一般挡土墙被动土压力 Ep: 桥台
桥面
E
拱桥桥台
4.三种土压力之间的关系
-△ +△
E
挡土墙所受土压力的大小
并不是一个常数，而是随
位移量的变化而变化。
静止土压力 E0 主动土压力 Ea 被动土压力 Ep
Ep
Eo
Ea
o
-△ △a
△p
对学同性一质挡相土同墙的，条在件填下有土以的下物规理律力：1. Ea ＜Eo ＜＜Ep
1.粘性土主动土压力强度存在负侧压力区（计算中不考虑）
2.合力大小为分布图形的面积（不计负侧压力部分）
3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底 (h-z )/3处
h
z
三、被动土压力
z(σ3)
pp(σ1)
三挡土墙在外力作用下，挤压墙背后土
体，产生位移，竖向应力保持不变，
、水平应力逐渐增大，位移增大到△p，
K p tg2 (45 f / 2)
1 sin f 1 sin f
K0 1 sinf

土力学之土压力和土坡稳定

a zKa 2c Ka
a zK a
主动土压力系数
式中： Ka tan 2 (45 / 2)
4、单位长度挡土墙的主动土压力的合力Ea
无粘性土：
大小作用点
Ea
1 2
K a h2
粘性土：大小作用点
a zKa 2c Ka
Ea
1 2
K
a
h2
2ch
Ka
2c 2
方向
方向
2c z0 Ka
1.土体在水平方向伸展
单元体在水平截面上的法向应力z不变，而竖直截面上的法向应力x却逐渐减小，直至满足极限平衡条件（称为主动朗肯状态）。
f c tg
0
a K0 z
z
主动朗肯状态时的莫尔圆
2.土体在水平方向压缩
单元体在水平截面上的法向应力z不变而竖直截面上的法向应力x却逐渐增大，直至满足极限平衡条件（称为被动朗肯状态）。
某挡土墙高为5m，墙背垂直、光滑，墙后为砂土且水平，φ=30°，γ=17KN/m3。 γω=10 KN/m3。试计算挡土墙后主动土压力强度及总压力E。
四、几种情况下的土压力计算
1、填土表面有连续均布荷载
将γz代之以（γz＋q）
就得到填土表面有超载时的主动土压力强度计算公式：
粘性土：
a (z q)Ka 2c Ka
第二层：
' a1
1h1Ka2
2c2
Ka2
a2 ( 1h1 2h2 )Ka2 2c2 Ka2
4、有限填土
适用条件： (45 / 2)
砂性土 a zK a 粘性土 a zKa 2c Ka
Ka
sin( ' )sin( ' )sin( r ) sin2 ' sin( )sin( ' r

《土压力与土坡稳定》课件

课程目标
掌握土压力的基本理论及其应用。
理解土坡稳定性的评价方法和加固措施。
提高解决实际工程中土压力与土坡稳定问题的能力。
CHAPTER
02
土压力的基本概念
土压力的定义
土压力
被动土压力
指土体作用在建筑物或构筑物上的压力，是建筑物或构筑物与土体之间相互作用力的合力。
当建筑物或构筑物在外力作用下产生位移，被动地受土体挤压，此时土体对建筑物或构筑物的作用力为被动土压力。
《土压力与土坡稳定》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 引言 • 土压力的基本概念 • 土压力的计算方法 • 土坡稳定分析 • 实际工程中的土压力与土坡稳定问题 • 结论
CHAPTER
01
引言
主题介绍
土压力
主要介绍土压力的基本概念、形成原理以及分类。
土坡稳定
探讨土坡稳定性的影响因素以及土坡失稳的机制。
对未来学习的建议
深入研究土力学基础
关注工程实践进展
建议进一步学习土力学基础理论，深入理解土的物理性质、力学行为和本构关系。
关注国内外相关工程实践，了解最新的技术发展与应用情况，积累实际工程经验。
加强数值模拟与计算机辅助技术
注重跨学科知识整合
学习并掌握数值模拟软件，如有限元、离散元等，提高解决复杂问题的能力。
如地震、降雨等外部力量可能引起土坡失稳。
内部因素
土坡内部应力分布不均、土质不均等可能导致失稳。
人为因素
不合理的土地利用、工程活动等也可能导致土坡失稳。
土坡稳定的评价标准
稳定性系数
通过计算稳定性系数来评估土坡的稳定性，系数越高稳定性越好。

土力学-第六章土压力、地基承载力和土坡稳定

土楔在三力作用下，静力平衡
E 1 2 h Ka 2
滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得到一系列土压力E，E是q的函数，E 的最大值Emax，即为墙背的主动土压力Ea，所对应的滑动面即是最危险滑动面
1 2 Ea h 2 cos 2 ( ) sin( )sin( ) 2 cos cos( ) 1 cos( ) cos( )
36.6kPa
paB下 1h1K a 2 2c2 K a 2＝ .2kPa － 4 paC ( 1h1 2 h2 ) K a 2 2c2 K a 2 36.6kPa
＝主动土压力合力 Ea 10.4 2 / 2 (4.2 36.6) 3 / 2 71.6kN / m
hKp ＋2c√Kp
1.粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区 2.合力大小为分布图形的面积，即梯形分布图形面积 3.合力作用点在梯形形心
hp
四、例题分析【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土
面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力分布图
pa zKa 2c K a
pa zK a
h
hKa
1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布 2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积 3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处
h/3
Ea
(1/ 2)h2 Ka
当c＞0, 粘性土
pa zKa 2c K a
z0 ≤0说明不存在负侧压力区，
2.成层填土情况（以无粘性土为例）
h1
h2 h3
A B

土力学边坡稳定分析

7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
二.最危险滑弧的寻找
7－3 粘性土土坡整体圆弧滑动及条分法
三.条分法及其受力分析
极限平衡分析的条分法：土体为不变形刚体
滑动体内土条n，第i土条上的力和未知数： 1、重力：Wi=ribihi；都为已知量； 2、底面反力：Ni和Ti; 3、比较所有安全系数，选最小值；
Ji wiiai
Jidi wiiaidi
7－6 工程中的土坡稳定计算
一.渗流对土坡稳定的影响
F s
[c i li b i(ih 1 iih 2 iih 3 i)co itg s i] ih 1 iih 2 iih 3 ib isii n w h 2 ib isiin
F s
7－5 毕肖普法
二.总应力分析
Fs
1 mi
(cibi
Witgi
)
Wi s ini
7－6 工程中的土坡稳定计算
一.渗流对土坡稳定的影响
F s
[cilib i(ih 1 iih 2i)coits gi] b i(ih 1 iih 2i)siin
7－6 工程中的土坡稳定计算
一.渗流对土坡稳定的影响
[c iliih 1 iih 2 iih 3 ib ico itg s] ih 1 isa h 2 it i ih 3 ib isiin
7－6 工程中的土坡稳定计算
一.渗流对土坡稳定的影响
7－6 工程中的土坡稳定计算
一.渗流对土坡稳定的影响
7－6 工程中的土坡稳定计算
一.渗流对土坡稳定的影响
7－6 工程中的土坡稳定计算
7－4 瑞典条分法
2.坡顶有超载时
F s
[cili(W iqi)bco itsg i] (W iqi)bsin i

土力学与地基基础(一)X 课程第五章土压力与土坡稳定

第五章土压力与土坡稳定填空题：1、挡土墙上的土压力按墙体的位移情况和墙后土体的应力状态可将土压力分为__________、__________和__________。

2、在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量△a与产生被动土压力所需的墙身位移量△p的大小关系是__________。

3、在挡土墙断面设计验算中考虑的主要外荷载是__________。

4、根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于主动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是__________。

5、若挡土墙墙后填土抗剪强度指标为c，φ，则主动土压力系数等于__________，被动土压力系数等于__________。

6、墙后为粘性填土时的主动土压力强度包括两部分：一部分是由土自重引起的土压力，另一部分是由__________引起的土压力。

7、当挡土墙墙后填土面有均布荷载q作用时，若填土的重度为γ，则将均布荷载换算成的当量土层厚度为__________。

8、当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和__________两部分。

9、当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是__________。

10、挡土墙在满足__________的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的。

选择题：1、下列各项属于挡土墙设计工作内容的是（）。

（A）、确定作用在墙背上的土压力的性质（B）、确定作用在墙背上的土压力的大小（C）、确定作用在墙背上的土压力的方向（D）、确定作用在墙背上的土压力的作用点2、在相同条件下，主动土压力Ea与被动土压力Ep的大小关系是（）。

（A）、Ea≤Ep（B）、Ea＜Ep（C）、Ea＞Ep（D）、Ea≥Ep3、若挡土墙完全没有侧向变形、偏转和自身弯曲变形时，正确的描述是（）。

（A）、墙后土体处于静止土压力状态（B）、墙后土体处于侧限压缩应力状态（C）、墙后土体处于无侧限压缩应力状态（D）、墙后土体处于主动土压力状态4、若墙后为均质填土，无外荷裁，填土抗剪强度指标为c，φ，填土的重度为γ，则根据朗肯土压力理论，墙后土体中自填土表面向下深度z处的主动土压力强度是（）。

土力学_第8章(土坡稳定性分析)

18
3
粘性土土坡的稳定性分析
瑞典（彼得森，K.E. Petterson, 1915年提出的）瑞典圆弧法
滑动面
(a) 实际滑坡体
(b)假设滑动面是圆弧面
19
基本思想：
整体圆弧滑动。稳定系数定义为：
f Fs
滑移面
也可定义为抗滑力矩与滑动力矩之比：
Fs
Mf Ms

f LAC R
1
i
Fs
m
[ci'bi (Wi ui bi ) tan ' ]
W sin
i
i
mi cos i (1
tani tan i ) Fs
பைடு நூலகம்27
考虑地震作用力后的计算公式：
Fs
c' bi bi (hi w hiw ) tan ' i 1 cos i (sin i tan ' ) / Fs
Ni Wi cosi P i 1 i ) 0 i 1 sin(
P i i 1 ) Tfi 0 i Wi sin i P i 1 cos(
li ci' ( N i ui li ) tan ' T fi Fs
由上面三个计算式，消去Ni、Tfi得到满足力极限平衡得方程为： 1 Pi Wi sin i [li ci' (Wi cos i ui li ) tan 'i ] Pi 1 i Fs Pi—剩余下滑力； i —传递系数。 tani ' sin( i 1 i ) i cos( i 1 i ) Fs
W x T
i i
fi

习题4-土压力、土坡稳定、动力作用下的几个土力学问题

一．填空题1．根据墙的位移情况和墙后土体所处的应力状态，土压力可分为、和被动土压力三种。

2．在相同条件下，产生主动土压力所需的墙身位移量△a 与产生被动土压力所需的墙身位移量△p 的大小关系是。

3．根据朗肯土压力理论，当墙后土体处于主动土压力状态时，表示墙后土体单元应力状态的应力圆与土体抗剪强度包线的几何关系是。

4. 挡土墙墙后土体处于朗肯主动土压力状态时，土体剪切破坏面与竖直面的夹角为；当墙后土体处于朗肯被动土压力状态时，土体剪切破坏面与水平面的夹角为。

5．当挡土墙墙后填土面有均布荷载q 作用时，若填土的重度为γ，则将均布荷载换算成的当量土层厚度为。

6．当墙后填土有地下水时，作用在墙背上的侧压力有土压力和两部分。

7．当墙后无粘性填土中地下水位逐渐上升时，墙背上的侧压力产生的变化是。

8．当挡土墙承受静止土压力时，墙后土体处于应力状态。

9．挡土墙在满足的条件下，库仑土压力理论与朗肯土压力理论计算得到的土压力是一致的。

10．墙后填土面倾角增大时，挡土墙主动土压力产生的变化是。

11．库仑理论假定墙后土体中的滑裂面是通过的平面。

12．瑞典条分法稳定安全系数是指_ _和__ _之比。

13．无黏性土坡在自然稳定状态下的极限坡角，称为__ __。

二.选择题1．按挡土墙结构特点，下列类型挡土墙属于重力式挡土墙的是( ) 。

A ．石砌衡重式挡土墙B ．钢筋混凝土悬臂式挡土墙C ．柱板式挡土墙；D ．锚定板式挡土墙2．在相同条件下，主动土压力E a 与被动土压力E p 的大小关系是( )。

A ．E a ≤E p ；B ．E a ≥E pC ．E a >E p ；D ．E a <E p3．若墙后填土为正常固结粘性土，其固结不排水抗剪强度指标c cu 、φcu 与有效应力抗剪强度指标c ’、φ’为已知，填土的重度为γ，则静止土压力系数K 0可表示为( ) 。

A ．K 0=1-sin φcuB ．K 0=2c cu /γC ．K 0=1-sin φ’D ．K 0=2c’/γ4．若挡土墙完全没有侧向变形、偏转和自身弯曲变形时，正确的描述是( )。

土坡稳定和土压力计算

向。
被动土压力计算
被动土压力是指土体在挡墙向外移动时所承受的压力，其大小与土体的内摩擦角、挡墙的位移量等因素有关。
被动土压力的计算公式为：Ep = γHpKp，其中Ep为被动土压力强度，γ为土的容重，Hp为挡墙高度，Kp为被动土压力系数。
被动土压力的计算需要考虑土体的应力状态和挡墙的位移量，以确定被动土压力的大小和方向。
地下水作用
地下水的水位、流速和压力等对土压力和边坡稳定性产生影响，特别是对于含水量高、渗透性强的土质。
边坡稳定性对土压力的影响
1 2
边坡角度
边坡的角度决定了土压力的分布和大小。较陡的边坡可能导致较大的土压力，从而增加失稳的风险。
边坡高度
边坡的高度直接影响土压力的大小。较高的边坡意味着更大的重力作用，进而增加土压力。变化
地下水位的动态变化可能引起土中水压力的变化，从而影响土压力的大小。
施工方法与填挖方式
施工方法
不同的施工方法对土的扰动程度不同，从而影响土压力的大小。例如，采用预压法或夯实法等施工方法可以减小土压力。
填挖方式
填挖方式的不同也会影响土压力的大小。例如，采用分层填筑或碾压的方式可以减小土压力。
有限元法
有限元法是一种数值分析方法，通过将土坡划分为若干个小的单元，并分析每个单元的应力应变关系，来计算土坡的稳定性。
有限元法的精度取决于单元的大小和形状，因此需要合理选择。
有限元法可以模拟复杂的土坡形状和地质条件，适用于各种类型的土坡。
有限差分法
有限差分法也是一种数值分析方法，通过将土坡划分为若干个小的差分网格，并分析每个网格点的位移和应力，来计算土坡的稳定性。
土坡稳定和土压力计算

土力学-土压力与土坡稳定

2、挡土墙的类型 ⑴挡土墙按结构型式分类 ⑥其它型式的挡土墙
土力学
§5.1.2 土压力的种类 5 概述 §5.1土压力与土坡稳定
1、土压力实验在实验室里通过挡土墙的模型试验，在实验室里通过挡土墙的模型试验，可以量测挡土墙不同位移方向，产生3种不同的土压力。方向，产生3种不同的土压力。 2、土压力种类 ⑴静止土压力如图5 (a)所示所示。如图5.3(a)所示。 ⑵主动土压力当挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前移动，当挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前移动，墙后土体随之向前移动。土体下方阻止移动的强度发挥，向前移动。土体下方阻止移动的强度发挥，使作用在墙背上的土压力减小。当墙向前位移达到－值时，土体中产生AB滑裂面， AB滑裂面力减小。当墙向前位移达到－Δ值时，土体中产生AB滑裂面，同时在此滑裂面上产生抗剪强度全部发挥抗剪强度全部发挥，在此滑裂面上产生抗剪强度全部发挥，此时墙后土体达到主动极限压力减至最小。平衡状态，墙背上作用的土压力减至最小因土体主动推墙，平衡状态，墙背上作用的土压力减至最小。因土体主动推墙，称之为主动土压力，表示，如图5 (b)所示所示。为主动土压力，以Pa表示，如图5.3(b)所示。由试验研究可知：产生P 墙体向前位移－由试验研究可知：产生Pa墙体向前位移－Δ的大小对于墙后填土为密砂密砂时对于墙后填土为密砂时，－Δ＝0.5%H；墙后填土为密实粘性土密实粘性土时墙后填土为密实粘性土时，－Δ＝（1～2）%H，即产生主动土土力学压力。压力。
§5.1.2 土压力的种类 5 概述 §5.1土压力与土坡稳定
2、土压力种类 ⑶被动土压力若挡土墙在巨大的外力作用下，向后移动推向填土，若挡土墙在巨大的外力作用下，向后移动推向填土，则填土受墙的挤压，使作用在墙背上的土压力增大。墙的挤压，使作用在墙背上的土压力增大。当挡土墙向填土方向的位移量达到＋墙后土体即将被挤出产生滑裂面AC AC，位移量达到＋Δ时，墙后土体即将被挤出产生滑裂面AC，在此滑裂面上的抗剪强度全部发挥，墙后土体达到被动极限平衡状态，面上的抗剪强度全部发挥，墙后土体达到被动极限平衡状态，墙背上作用的土压力增至最大。因是土体被动地被墙推移，上作用的土压力增至最大。因是土体被动地被墙推移，称之为被动土压力，表示，如图5 (c)所示所示。土压力，以Pp表示，如图5.3(c)所示。由试验研究可知：产生P 墙体向前位移+Δ +Δ的大小由试验研究可知：产生Pp墙体向前位移+Δ的大小对于墙后填土为密砂密砂时 +Δ＝对于墙后填土为密砂时，+Δ＝5%H；密实粘性土时 +Δ＝为挡土墙高度）墙后填土为密实粘性土墙后填土为密实粘性土时，+Δ＝0.1H（H为挡土墙高度），才会产生被动土压力。会产生被动土压力。通常此位移值很大，例如，挡土墙高H 10m 通常此位移值很大，例如，挡土墙高H＝10m，填土为粉质粘土则位移+Δ +Δ＝能产生被动土压力，，则位移 +Δ ＝ 1.0m 才能产生被动土压力，这 1.0m 的位移时往往为工程结构所不允许。因此，一般情况下，工程结构所不允许。因此，一般情况下，只能利用被动土压力的一土力学部分。部分。

(完整版)土坡稳定性分析

第七章土坡稳定性分析第一节概述土坡就是由土体构成、具有倾斜坡面的土体，它的简单外形如图7-1所示。

一般而言，土坡有两种类型。

由自然地质作用所形成的土坡称为天然土坡，如山坡、江河岸坡等；由人工开挖或回填而形成的土坡称为人工土(边)坡，如基坑、土坝、路堤等的边坡。

土坡在各种内力和外力的共同作用下，有可能产生剪图7-1 土坡各部位名称切破坏和土体的移动。

如果靠坡面处剪切破坏的面积很大，则将产生一部分土体相对于另一部分土体滑动的现象，称为滑坡。

土体的滑动一般系指土坡在一定范围内整体地沿某一滑动面向下和向外移动而丧失其稳定性。

除设计或施工不当可能导致土坡的失稳外，外界的不利因素影响也触发和加剧了土坡的失稳，一般有以下几种原因：1．土坡所受的作用力发生变化：例如，由于在土坡顶部堆放材料或建造建筑物而使坡顶受荷。

或由于打桩振动，车辆行驶、爆破、地震等引起的振动而改变了土坡原来的平衡状态；2．土体抗剪强度的降低：例如，土体中含水量或超静水压力的增加；3．静水压力的作用：例如，雨水或地面水流入土坡中的竖向裂缝，对土坡产生侧向压力，从而促进土坡产生滑动。

因此，粘性土坡发生裂缝常常是土坡稳定性的不利因素，也是滑坡的预兆之一。

在土木工程建筑中，如果土坡失去稳定造成塌方，不仅影响工程进度，有时还会危及人的生命安全，造成工程失事和巨大的经济损失。

因此，土坡稳定问题在工程设计和施工中应引起足够的重视。

天然的斜坡、填筑的堤坝以及基坑放坡开挖等问题，都要演算斜坡的稳定性，亦既比较可能滑动面上的剪应力与抗剪强度。

这种工作称为稳定性分析。

土坡稳定性分析是土力学中重要的稳定分析问题。

土坡失稳的类型比较复杂，大多是土体的塑性破坏。

而土体塑性破坏的分析方法有极限平衡法、极限分析法和有限元法等。

在边坡稳定性分析中，极限分析法和有限元法都还不够成熟。

因此，目前工程实践中基本上都是采用极限平衡法。

极限平衡方法分析的一般步骤是：假定斜坡破坏是沿着土体内某一确定的滑裂面滑动，根据滑裂土体的静力平衡条件和莫尔—库伦强度理论，可以计算出沿该滑裂面滑动的可能性，即土坡稳定安全系数的大小或破坏概率的高低，然后，再系统地选取许多个可能的滑动面，用同样的方法计算其稳定安全系数或破坏概率。

土力学第七章土压力与土坡稳定

七、挡土墙与土压力
（一）挡土墙的类型
1.重力式挡土墙（1）。
2.悬臂式挡土墙（2）。
3.扶壁式挡土墙（3）。
（1）
（2）
（3）
六、挡土墙设计
立柱 27m 锚杆
墙面板
扶壁
锚定板
墙趾
墙踵 (a) (b) 3m 高强度砂浆锚固 (c)
(d)
挡土墙主要类型 (a)悬臂式挡土墙；(b)扶壁式挡土墙； (c)锚杆、锚定板式挡土墙；(d)板桩墙
三、朗肯土压力理论(Rankine,1857)
无粘性土：
粘性土：
2
K p tan 45 2
1 2 Ep H K p 2 1 2 Ep H K p 2c K p 2
三、朗肯土压力理论(Rankine,1857)
（四）几种常见情况下的土压力计算
无粘性土 a
2
3 1 t an 45 2c t an 45 2 2
2
无粘性土： 1 3 t an 45 2
2
3 1 t an 45 2
2
三、朗肯土压力理论(Rankine,1857)
主动土压力作用点距墙底的距离为
(h z 0 ) 5 1.223 1.26m 3 3
四、库仑土压力理论
（一）基本假设：根据墙后土体处于极限平衡状态并形成一滑动楔体，从楔体的静力平衡条件得出的土压力计算理论。（为平面问题）基本假定：墙后填土是理想的散粒体（c=0）；滑动破坏面为通过墙踵的平面。（二）主动土压力
二、土压力的分类
（一）影响土压力的因素
1.填土性质：包括填土重度、含水量、内摩擦角、内聚力的大小及填土表面的形状（水平、向上倾斜、向下倾斜）等。 2.挡土墙形状、墙背光滑程度、结构形式。 3.挡土墙的位移方向和位移量。

陈希哲《土力学地基基础》(第5版)配套题库【考研真题+模拟试题】土压力与土坡稳定【圣才出品】

第五章土压力与土坡稳定（1）复习思考题1．土压力有哪几种？影响土压力大小的因素是什么？其中最主要的影响因素是什么？答：（1）土压力有三种，分别为静止土压力、主动土压力和被动土压力。

（2）影响土压力大小的因素是：①挡土墙的位移。

挡土墙的位移（或转动）方向和位移量的大小，是影响土压力大小的最主要因素。

②挡土墙形状。

挡土墙剖面形状，包括墙背为竖直或是倾斜、墙背为光滑或粗糙。

都关系采用何种土压力计算理论公式和计算结果。

③填土的性质。

挡土墙后填土的性质，包括填土松密程度即重度、干湿程度即含水率、土的强度指标内摩擦角和黏聚力的大小，以及填土表面的形状（水平、上斜或下斜）等，将会影响土压力的大小。

（3）土压力最主要的影响因素是挡土墙的位移。

2．何谓静止土压力？说明产生静止土压力的条件、计算公式和应用范围。

答：（1）当挡土墙静止不动时，墙后土体由于墙的侧限作用而处于静止状态，此时墙后土体作用在墙背上的土压力称为静止土压力。

（2）产生静止土压力的条件：挡土墙静止不动，位移＝0，转角为零。

挡土墙背面的土体处于静止的弹性平衡状态。

（3）静止土压力的计算公式：式中，p0为静止土压力，kPa；K0为静止土压力系数；γ为填土的重度，kN/m3；z为计算点深度，m。

（4）应用范围：①地下室外墙。

通常地下室外墙，都有内隔墙支挡，墙位移与转角为零，按静止土压力计算。

②岩基上的挡土墙。

挡土墙与岩石地基牢固联结，墙体不发生位移或转动，按静止土压力计算。

③拱座。

拱座不允许产生位移，故亦按静止土压力计算。

此外，水闸、船闸的边墙，因与闸底板连成整体，边墙位移可忽略不计，也可按静止土压力计算。

3．何谓主动土压力？产生主动土压力的条件是什么？适用于什么范围？答：（1）挡土墙向背离填土方向移动的适当距离，使墙后土中的应力状态达到主动极限平衡状态时，墙背所受到的土压力，称为主动土压力。

（2）产生主动土压力的条件：挡土墙在墙后土体的推力作用下，向前移动，墙后土体随之向前移动达到主动极限平衡状态。

土力学与基础工程第八章演示文稿

在是39\一共有48\ 于星期一
竖向力平衡
水平向力平衡力矩平衡
在是40\一共有48\ 于星期一
安全系数的定义和莫尔－库仑一
五、不平衡推力传递法
l （一）基本假设和受力分析 l 山区土坡往往覆盖在起伏变化的基岩上，土坡失稳多数沿
l 按平面问题考虑，将滑动面以上土体看作刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上各种作用力，而以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义土坡的安全系数。
在是18\一共有48\ 于星期一
在是19\一共有48\ 于星期一
l 一般情况下，土的抗剪强度是随着滑动面上的法向力的改变而变化的。
在是31\一共有48\ 于星期一
在是32\一共有48\ 于星期一
三、毕肖普条分法
l 假定滑动面为圆弧面，考虑了土条侧面的作用力，假定各土条底部滑动面上的抗滑安全系数相同，即等于滑动面的平均安全系数。
l Bishop可采用了有效应力方法推导公式，也可用总应力分析
在是33\一共有48\ 于星期一
（二）计算公式推导
力平衡
莫尔库仑准则
问题：此处安全系数如何定义？
在是44\一共有48\ 于星期一
在是45\一共有48\ 于星期一
l （三）计算步骤 l 不平衡推力传递法计算时，先假设安全系数为1，然
后从坡顶的一条开始逐条向下推求Pi，直至求出最后一条
的推力Pn，Pn必须为零，否则要重新假定安全系数，
土力学与基础工程第八章演示文稿
在是1\一共有48\ 于星期一
主要内容
l概述 l 无粘性土土坡稳定分析
l 粘性土土坡稳定分析
l 饱和粘性土土坡稳定性分析讨论
在是2\一共有48\ 于星期一

土力学电子教案之土坡稳定分析

教案表头：教学内容设计及安排第八章土坡稳定分析第一节无粘性土坡的稳定分析【基本内容】天然土坡：由于地质作用而自然形成的土坡。

人工土坡：人们在修建各种工程时，在天然土体中开挖或填筑而成的土坡。

滑坡：土坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对另一部分土体滑动的现象。

分析土坡稳定性的目的：验算土坡的断面是否稳定合理，或根据土坡预定高度、土的性质等已知条件，设计出合理的土坡断面。

简单土坡：土坡的坡顶和底面都是水平面，并伸至无穷远，土坡由均质土组成。

一、一般情况下的无粘性土土坡条件：均质的无粘性土土坡，干燥或完全浸水，土粒间无粘结力分析方法：只要位于坡面上的土单元体能够保持稳定，则整个坡面就是稳定的滑动力： T =W sin β 垂直于坡面上的分力： N = W cos β最大静摩擦力： T '= N tan ϕ = W cos βtan ϕ 抗滑力与滑动力的比值称为稳定安全系数K ，2K =βϕβϕβtan tan sin tan cos =='W W T T当β=ϕ 时，K =1，土坡处于极限平衡状态。

砂土的内摩擦角也称为自然休止角。

当β＜φ，即K ＞1，土坡就是稳定的。

可取K =1.1~1.5。

【讨论】无粘性土土坡的稳定性与坡高无关，仅取决于坡角β。

二、有渗流作用时的无粘性土土坡分析方法：若渗流为顺坡出流，则渗流方向与坡面平行，此时使土体下滑的剪切力为J W J T +=+βsin 稳定安全系数为JW W JT T F f s +=+=βϕβsin tan cos 对单位土体，土体自重W =γ '，渗透力J =γw i ，水力坡降i =sin β，于是βγϕγβγβγϕβγtan tan sin sin tan cos sat w s F '=+''==【讨论】当坡面有顺坡渗流作用时，无粘性土土坡的稳定安全系数将近乎降低一半。

【例题先自习后讲解】【例8-1】有一均质无粘性土土坡，其饱和重度 γsat =20.0kN/m 3, 内摩擦角ϕ =30°, 若要求该土坡的稳定安全系数为1.20，试问在干坡或完全浸水情况下以及坡面有顺坡渗流时其坡角应为多少度？【讨论】有渗流作用的土坡稳定比无渗流作用的土坡稳定，坡角要小得多。

岩土力学教案第8章

第八章土坡稳定性分析§8.1 概述一、土坡原因在于土体内的剪应力在某时刻大于土的抗剪强度。

土中剪应力和土体的抗剪强度随时间是变化的。

1．促使剪应力增加的原因有：172（1）土坡变陡；（2）渗透水流的动水压力过大；（3）坡顶有超载作用；（4）打桩、爆破、地震、火车、汽车等动荷载作用均会增加剪应力。

2．造成土抗剪强度降低的原因有：（1）冻胀再融化；（2）振动液化；（3）浸水后土的结构崩解；（4）土中含水量增加等。

土坡失稳一般多发生在雨天，因为水渗入土中一方面使土中剪应力增加了；另一方面又使土的抗剪强度降低了，特别是坡顶出现竖向大裂缝时，水进入竖向裂缝对土坡产生侧向压力，从而导致土坡失稳。

因此，土坡产生竖向裂缝常常是土坡失稳的预兆之一。

四、影响土坡稳定性的主要因素（1）边坡坡角β。

坡角β越小愈安全，但是采用较小的坡角β，在工程中会增加挖填方量，不经济。

（2）坡高H。

H越大越不安全。

（3）土的性质。

γ、ϕ和c大的土坡比γ、ϕ和c小的土坡更安全。

（4）地下水的渗透力。

当边坡中有地下水渗透时，渗透力与滑动方向相反时，土坡则更安全；如两者方向相同时，土坡稳定性就会下降。

（5）震动作用的影响。

如地震、工程爆破、车辆震动等。

173174（6）人类活动和生态环境的影响。

§8.2 无粘性土坡稳定分析由粗颗粒土（c =0）所堆筑的土坡称为无粘性土坡。

无粘性土坡的稳定分析比较简单，下面分两种情况进行讨论。

一、无渗流作用时的无粘性土坡在分析无粘性土的土坡稳定时，根据实际观测结果，通常均假设滑动面为平面。

上图为一简单土坡，土坡高为H ，坡角为β，土的重度为γ，土的抗剪强度ϕστtan =f 。

若假定滑动面是通过坡角A 的平面AC ，AC 的倾角为α，并沿土坡长度方向截取单位长度进行分析，则其滑动土楔体ABC 的重力为：()ABC W ∆⨯=γ则沿滑动面向下的滑动力为：αsin W T =抗滑力为摩擦力，即：tan cos tan T N W ϕαϕ'==土坡滑动稳定安全系数为：αϕαϕαtan tan sin tan cos =='==W W T T F s 滑动力抗滑力175当βα=时，滑动稳定安全系数最小，即βϕtan tan min =S F 由上式可得如下结论：（1）当坡角ϕβ=，S 1F =，即土坡处于极限平衡状态，此时β称为天然休止角；（2）只要坡角ϕβ<（S 1F >），土坡就稳定，而且与坡高无关；（3）为了保证土坡有足够的安全储备，一般要求S 1.3~1.5F >。